(57)【要約】【課題】  デジタルカメラにより撮影したような、導管部が強調されてはいるが低解像度の階調画像から、天然の木目が有する凹凸形状に近づけるような精細な修正作業も可能な、エンボス版を形成するための導管図形２値画像を得る有効な方法を提供すること。【解決手段】  木材を異なる照明角度で撮影して２つの画像として入力する段階と、入力した原稿画像に対して導管領域強調処理を行なう段階と、導管領域強調処理が施されたデータに対して前記照明角度の変化方向について平滑化する処理する第１のスムージング段階と、前記スムージング処理方向と直交する方向に平滑化を行なう第２のスムージング段階と、画像拡大処理を行なう段階と、画像濃度の２値化処理を行なう段階と、を設けたことを特徴とする導管画像作成方法により課題を解決する。【選択図】      図１
2006012029.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導管パターンを有する木材を異なる照明角度で撮影して２つの画像として入力する段階と、入力した原稿画像から導管パターンを強調した画像データを得る導管領域強調処理を行なう段階と、導管領域強調処理が施されたデータに対して前記照明角度の変化方向について平滑化する処理する第１のスムージング段階と、
前記スムージング処理により得られるデータに対して、前記スムージング処理の方向と直交する方向に平滑化を行なう第２のスムージング段階と、第２のスムージング処理を施した画像データに対して画像拡大を行なう画像拡大処理を行なう段階と、
前記画像拡大処理を行なった画像データを、適当な閾値により２値化画像とする２値化処理段階と、を設けたことを特徴とする導管画像作成方法。
【請求項２】
請求項１に記載の導管画像作成方法において、前記導管領域強調処理を行なう段階は、前記入力した２画像のそれぞれに対して微分演算を行なう段階と、前記微分演算により得られる両微分データの減算を行なう段階と、得られた減算データを絶対値化する段階と、を含むものである導管画像作成方法。
【請求項３】
請求項１に記載の導管画像作成方法において、前記第１のスムージング段階の結果得られるデータに対して、画像の色調変動を修正する処理を施す色調変動修正段階を設け、この色調変動修正後のデータに対して、前記第２のスムージング段階の処理を施すようにしたことを特徴とする導管画像作成方法。
【請求項４】
請求項３に記載の導管画像作成方法において、前記色調変動を修正する処理は、特開平１０−１８７９４９号公報に記載の処理であることを特徴とする導管画像作成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、木材を撮影することにより得られる木目画像から導管の部分の画像を抽出して、デザインに利用する画像を得るための技術に関するものであり、特に木材の導管部の溝状凹部形状を賦形するエンボス版用に好適な導管画像の作成技術に関する。このような木目柄をモチーフとしたデザイン画像は、壁紙や床材などの建材用化粧材の製造に利用されるものである。
【背景技術】
【０００２】
木目柄を印刷した化粧材により、実物に忠実な意匠外観を賦与する為には木目柄印刷に加えて、更に、当該化粧材表面に木目の導管部分が凹むようにエンボス加工することが望ましいことが知られている。そのためのエンボス版の製版工程に於いて、先ず、天然木材表面の導管形状を抽出した導管画像を作成する必要が有る。其の方法として、従来より、着色した砥の粉やトナー等の目止め剤を撮影する木材の導管に充填して撮影し、撮影して得た画像を製版スキャナで読み取ってデジタル化し、そのデジタル化した画像をコンピュータ処理により所定の閾値によって２値化することによって導管部分のみの画像を得ている。撮影に先立って木材の導管に砥の粉等の目止め剤を充填するのは、撮影した画像において導管の部分が特に際立った明るさ、あるいは暗さになるようにして、２値化によって導管の部分のみを抽出できるようにするためである。
【０００３】
この従来からの手法は、製版カメラで撮影した木目画像を原稿として製版スキャナで入力してデジタル化するものである。しかし、印刷製版の分野でも銀塩フィルムを用いるアナログカメラと、フィルム原稿を高解像度で読取る製版スキャナを用いた製版工程は、次第に、デジタルカメラを使用しＤＴＰ技術を採用したフルデジタルの工程に置き換えられてきているという変化がある。
【０００４】
そこで、本願と同一の出願人は、デジタルカメラを使用した場合でも実用上問題のない導管画像を得ることが可能な、照明条件を変えた２枚の撮影像からコンピュータにより導管部分を強調して２値化する導管画像作成方法、システムを開発した（特許文献１）。この特許文献１に開示された技術は、銀塩写真技術と比較して解像度で劣るデジタルカメラの欠点を撮影時の照明方法と、後処理としての画像処理を工夫することによって克服しようとするものであった。
【０００５】
また、本願と同一の出願人は、これよりも先立ち、特に木目柄をモチーフとしたデザインの建材製品を製造する際必要となるエンボス版を、天然の木目に近い凹凸構造をもったエンボス版として形成する方法及び装置を開発し実用化している（特許文献２）。
【特許文献１】特開２００３−２４２４８１号公報
【特許文献２】特許第３２５３９６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献２に開示された方法により導管エンボスの原パターンを精細に修整したり３次元化したりするためにはもともとの導管画像が十分に高解像度であることが必要である。これは導管を２値の図形として表現するため、本質的な解像度は同じ空間解像度の階調画像よりも低くなることに起因している。
【０００７】
木目の原稿画像を製版カメラを使用して得る場合は、銀塩フィルム上にて分子レベルのサイズの解像度の画像が得られそれを製版スキャナで高解像度入力することができる。製版スキャナで読取られる画像の解像度は2400ppi程度である。特許文献２に開示された方法は、そのような前工程を前提としたものであった。
【０００８】
一方で特許文献１に開示された画像処理的手法では、得られる導管画像の解像度はデジタルカメラ入力時の解像度となる。デジタルカメラで木目を撮影する場合は、デジタルカメラに搭載される撮像素子の画素数と対象物の撮影領域のサイズの関係から、得られる画像の解像度は、200〜300ppiとなることが多い。このような低解像度での導管像を拡大しても、エリアシングの目立つ図形になったり、無機的な図形になったりしてしまう。（無機的な印象になる理由は、低解像度の画像で画素未満の細い導管領域を無理に抽出した結果、直線部が多くなるからである）
【０００９】
本発明はこのような問題点を考慮してなされたものであって、デジタルカメラにより撮影したような、導管部が強調されてはいるが低解像度の階調画像から、天然の木目が有する凹凸形状に近づけるような精細な修正作業も可能な、エンボス版を形成するための導管図形（２値画像）を得る有効な方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
課題を解決するため、本発明は、導管画像を作成する方法であって、
導管パターンを有する木材を異なる照明角度で撮影して２つの画像として入力する段階と、入力した原稿画像から導管パターンを強調した画像データを得る導管領域強調処理を行なう段階と、導管領域強調処理が施されたデータに対して前記照明角度の変化方向について平滑化処理する第１のスムージング段階と、前記スムージング処理により得られるデータに対して、前記スムージング処理の方向と直交する方向に平滑化を行なう第２のスムージング段階と、第２のスムージング処理を施した画像データに対して画像拡大を行なう画像拡大処理を行なう段階と、前記画像拡大処理を行なった画像データを、適当な閾値により２値化画像とする２値化処理段階と、を設けたことを特徴とする。この結果、導管を表現する原版の元となる２値画像を得る。
【００１１】
デジタルカメラで木目を撮影する場合は、得られる画像データは従来方法より低解像度となる。そこで本発明では、導管を表現する原版の元となる２値画像を得る前に、階調画像の段階で縦横の画素数を増加させる画像拡大処理を行なう。画像拡大処理は通常の変倍処理を行なえばよい、画像の変倍処理は種々の方法が知られているが、例えばバイリニア法（補間する画素の画素値を周囲の元画像の画素値から距離に応じて線形に重みづけした和として求める計算方法）を用いる。階調画像の状態で画像を拡大した上で、２値化処理を行うことにより、低解像度のデジタルカメラで入力したにもかかわらず、高解像度の導管を表現した２値化画像が得られる。
【００１２】
この導管画像作成方法において、前記導管領域強調処理を行なう段階は、好ましくは、特開平１０−３０７９０６号公報に記載の画像処理手順、すなわち、前記入力した２画像のそれぞれに対して微分演算を行なう段階と、前記微分演算により得られる両微分データの減算を行なう段階と、得られた減算データを絶対値化する段階と、を含む処理手順であってよい。
【００１３】
また、  本発明の導管画像作成方法の更に好ましい態様は、前記第１のスムージング段階の結果得られるデータに対して、画像の色調変動を修正する処理を施す色調変動修正段階を設け、この色調変動修正後のデータに対して、前記第２のスムージング段階の処理を施すようにした導管画像作成方法である。ここで、前記色調変動を修正する処理は、例えば、特開平１０−１８７９４９号公報に記載の処理であることが望ましい。具体的には、所定のパターンが所定の色調で表現されたカラー画像における色調変動を修正する色調修正方法であって、修正対象となるカラー画像をＮ組の色成分に分解し、各色成分ごとに、所定の画素値を有する画素の配列からなる単色プレーンを構成し、前記カラー画像をＮ組の単色プレーンとして取り込む画像入力段階と、前記Ｎ組の単色プレーンについて、各プレーンごとに、それぞれプレーン全体の画素値についての全体ヒストグラムを求める第１の演算段階と、前記カラー画像を構成する個々の画素についてそれぞれ所定の近傍領域を定義し、前記Ｎ組の単色プレーンについて、各プレーンごとに、ある１つの着目画素の近傍領域に関する限りのヒストグラムをこの着目画素についての個別ヒストグラムと定義することにより、各プレーンの個々の画素についてそれぞれ個別ヒストグラムを求める第２の演算段階と、前記Ｎ組の単色プレーンについて、各プレーンごとに、それぞれ個々の画素の画素値を修正するために、修正対象となる画素について定義された個別ヒストグラム上で、その画素の修正前の画素値が占める相対位置を求め、修正対象となる画素を含むプレーンに関する全体ヒストグラム上で前記相対位置に存在する画素値を求め、この求めた画素値を修正後の画素値とする修正を行う修正段階と、修正後の画素値をもったＮ組の単色プレーンから構成されるカラー画像を、修正後の画像として出力する画像出力段階と、
を有する色調修正処理を行なう。あるいはこの修正処理において、前記修正段階で、修正対象となる画素Ｐについての修正前の画素値をＰＰ、この画素Ｐについての個別ヒストグラムの平均をＡｐ、分散をＶｐとし、修正に利用する全体ヒストグラムの平均をＡｇ、分散をＶｇとし、前記修正対象となる画素Ｐについての修正後の画素値ＰＰ＊を、
ＰＰ＊＝Ａｇ＋（Ｖｇ／Ｖｐ）・（ＰＰ−Ａｐ）
なる演算によって求めるようにして修正しても良い。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の導管画像作成方法によれば、デジタルカメラにより撮影したような、導管部が強調されてはいるが低解像度の階調画像から、導管エンボス版作成のための２値画像を得ることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１は、本発明の方法の全体の流れを示す流れ図である。画像入力（Ｓ１０）では、デジタルカメラ等の入力装置と、照射方向の変更が可能な照明装置を用いて、導管パターンを有する木材の像を撮影し、木材に対して異なる２方向の照明による２種類の撮影像（一般には、該異なる２方向として、導管方向を基準として左方向、及び右方向の２方向を選ぶことから、これらを各々、左画像、右画像と記す）の画像データを得る。
【００１６】
導管領域強調処理（Ｓ１２）では、ステップＳ１０で得られた右画像、左画像から、導管領域のみを強調した画像を作成する。具体的には、特開平１０−３０７９０６号公報に記載の手順を施すことにより、導管部強調画像データを得る。これは、概略次のような手順である。ステップＳ１０で得られた左画像データ、及び右画像データのそれぞれに微分演算を施し、これらの微分演算を施した２つの画像の位置を合わせて減算を行い、この結果の各画素ごとの絶対値を取り、さらに適当な平滑化を施す。この結果、導管形状が強調された階調を持つモノクロ画像を得る。
【００１７】
次に、導管領域強調処理を施した階調画像データに対して色調変動修正処理を施す。色調変動修正処理（Ｓ１４）では、照明の影響等による広域的なムラを除去する。具体的には、特開平１０−１８７９４９号公報に記載の手順でムラを除去する。この手順では、画像中の画像中の様々な局所領域において、それぞれ濃度ヒストグラム分布が大きく異なるような画像を、どの局所領域も同一の濃度ヒストグラム分布に修正する処理が実施される。この処理の結果、単色階調画像が得られる。
【００１８】
また、色調変動修正処理を施すことにより、次のような効果もある。デジタルカメラなどの光学系では、収差によるボケが（製版カメラと比較して）より生じ易いということから、導管領域強調処理による導管パターンの強調が一様に得られない場合が生じ易い。収差の中でも、特に像面湾曲と呼ばれる現象によって、撮影像の中央部ではピントが合っているのに、周辺部ではピントが外れている（或いはその逆）状態で画像の入力がなされる。このような状態で入力された画像データに導管強調処理を施すとピントが合っている領域では導管パターンが良く強調されるのに対して、ピントの甘い領域では、陰影の差を取り出しにくく導管パターンがさほど強調されない。この結果、被写体の導管が入力画像では均一に現れている場合でも強調結果がピントに依存するため、強調処理後のデータをそのまま２値化したのでは、ピントに応じた強さで導管パターンが得られることとなる。
【００１９】
上記導管強調処理を施して、ピントに応じてヒストグラム分布が異なってしまった画像に対し、この色調変動修正装置を作用させると、どの局所領域（どのピントの領域）でも同じヒストグラムを示す結果が得られ、単純な２値化によっても、大きな面積に対してほぼ均一に導管パターンを抽出することが可能になる。このように、色調変動修正処理は、カメラの光学系の収差に起因して導管領域強調処理の効果が不均一となる現象を吸収する効果がある。収差によるピントの甘さが本質的に解決されるものではないが、本発明の背景にある目的を果たすには充分な効果が得られる。
【００２０】
次に、方向性平滑化処理（スムージング処理とも呼称する）（Ｓ１６）を施す。ステップＳ１２で施した照明光の方向（画像入力時の照明角度が変化する方向、すなわち、導管の流れ方向と垂直な方向）と、これに垂直な方向（導管の流れ方向）に平滑化処理を行なう。方向性平滑化処理が必要なのは、次のような理由による。微細な導管が入力装置の解像度ではとらえきれないような場合においては、導管パターンは切れ切れのノイズのようなものになってしまう。これに導管の流れ方向のスムージングを施こすことにより、孤立していたノイズは消去され、切れ切れになっていた導管部分はつながった階調画像が得られるからである。この画像を２値化すれば鮮明な導管パターンを得ることができる。
【００２１】
次に画像拡大処理を施す（Ｓ１８）。此の処理の導入が、特に本発明固有の新規な工夫点である。ここでは、現画像の画素間に、原画像にはない画素を挿入して画像データのサイズを拡大する。挿入する画素の階調値（画像濃度値）は原画像に存在する画素の階調値を補間して決定する。補間法としては、拡大された画像の品質と拡大にかかる計算量のバランスから、バイリニア法を用いるのが好ましい。又、演算処理能力に余裕があれば、バイキュービック法などのより高次の補間法を用いても良い。
【００２２】
次に画像濃度値の２値化処理を行なう（Ｓ２０）。２値化としては、通常の適当な閾値による単純な２値化処理でよい。２値データはコンピュータのハードディスク装置にファイルとして出力する（Ｓ２２）。
【００２３】
方向性平滑化処理（Ｓ１６）、画像拡大処理（Ｓ１８）、２値化処理（Ｓ２０）は、市販のＤＴＰ用画像処理ソフトを利用してパソコンでモニタ画面を見ながら対話的に行なうことが可能である。
【００２４】
図２は、画像拡大処理（Ｓ１８）と２値化処理（Ｓ２０）について、更に説明するための説明図である。本発明の方法はデジタルカメラ等の比較的低解像度の入力装置により得られた画像から導管パターン画像を得ることを目的としている。ステップＳ１６までは、入力されたままの解像度の画像データに対する処理であり、そこで導管パターンをよく表現した入力解像度の単色階調画像１０が得られる。この画像１０から天然の木目に近い凹凸構造をもったエンボス版を得るためにも適用可能な導管パターン画像を得るには、高解像度の導管パターン２値画像を作成する必要がある。
【００２５】
そのためには、少なくとも３つの手順が考えられる。第１は、入力解像度の単色階調画像１０を２値化処理して、入力解像度の２値画像１１を得て、これに対してニアレストネイバーのアルゴリズムを用いて、サイズの拡大処理（Ｓ３０）を行い、サイズが拡大された２値画像１２を得る手順である。ある階調画像１０からこの手順に従って作成した２値画像１２の例を図３に示す。
【００２６】
第２の手順は、第１の手順で入力解像度の２値画像１１を得た後、バイリニアのアルゴリズムを用いてサイズの拡大処理（Ｓ３１）を行い、これを再び２値化（Ｓ３２）してサイズが拡大された２値画像１３を得る手順である。２値化（Ｓ３２）が必要なのは、２値画像１１に対してバイリニア法でサイズの拡大、すなわち画素の補間を行なうため、変倍結果が階調画像となるため、これを再び２値化する必要があるからである。画像１２の元画像と同じ階調画像１０からこの手順により作成した２値画像１３の例を図４に示す。
【００２７】
第３の手順は、階調画像１０に対して直接サイズの拡大処理（Ｓ１８）を行い、このサイズが拡大された階調画像に対して２値化処理（Ｓ２０）してサイズが拡大された２値画像１４を得る手順である。画像１２の元画像と同じ階調画像１０からこの手順により作成した２値画像１４の例を図５に示す。
【００２８】
拡大２値画像１２（図３）、拡大２値画像１３（図４）、拡大２値画像１４（図５）を比較すると、画像１２は、低解像度の２値画像１１をそのまま拡大した形なので導管パターンが直線的で人工的な造形であり、意匠的デザイン的には大きなエリアシングが生じていて好ましくない。
【００２９】
画像１３は、画像１２ほどは人工的な印象はないが、先端が丸くなっただけで、導管パターンの直線的な構造は変わりがない。これに対して画像１４は、エリアシングがなく、直線的な構造も弱くなっており、導管パターンがより自然に表現されている。従って第３の手順によれば最も好ましい導管パターン画像を得ることが出来る。第３の手順が図１に示した本発明の導管画像作成方法の手順である。
【００３０】
以上、本発明に係る導管画像作成方法を説明した。本発明の方法によれば、解像度の高くないデジタルカメラを用いても、製版カメラを用いて撮影し、製版スキャナでスキャンして得た場合と同様の、導管エンボス版作成のための原画像（エリアシングのない有機的な導管図形（２値画像）であって、天然の木目の質感を出すために凹凸形状の精細な修正作業も可能な画像）を得ることができる。尚、本発明によって得られた導管画像を基にした導管エンボス版の製版（及び刷版）方法、更には該導管エンボス版を用いたエンボス加工方法は、公知の各種方法を適宜選択すれば良く、詳細な説明は割愛する。又、本発明の導管画像を用いて、導管絵柄の印刷版を製版（及び刷版）することも可能である。此の場合の製版（及び刷版）方法、更には該印刷版を用いた印刷方法も、公知の各種方法を適宜選択すれば良く、詳細な説明は割愛する。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の導管画像作成方法の概略を説明する流れ図である。
【図２】画像拡大処理（Ｓ１８）と２値化処理（Ｓ２０）について、更に説明するための説明図である。
【図３】拡大２値画像の一例である。
【図４】拡大２値画像の一例である。
【図５】本発明の方法による拡大２値画像の例である。
【符号の説明】
【００３２】
１０  入力解像度階調画像
１１  入力解像度２値画像
１２  拡大２値画像
１３  拡大２値画像
１４  拡大２値画像
【図１】
2006012029.tif 000003
【図２】
2006012029.tif 000004
【図３】
2006012029.tif 000005
【図４】
2006012029.tif 000006
【図５】
2006012029.tif 000007